基于大型飛機供配電系統(tǒng)可靠性評估與分析

中國飛行試驗研究 710089

摘要：飛機飛行安全最主要的因素是飛機供配電系統(tǒng)的可靠運行。本次研究以某供配電網(wǎng)絡(luò)為例子，在分析實例的基礎(chǔ)上深入的探討一種滿足大型飛機復(fù)雜供配電網(wǎng)絡(luò)的可靠性評估的辦法，不僅如此還分析了供配電網(wǎng)絡(luò)的可靠性指標(biāo)的評估以及分析。本次研究分析大型飛機復(fù)雜供配電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計以及可靠性評估，為大型飛機供配電系統(tǒng)的評估分析提供相應(yīng)的借鑒以及參考。

關(guān)鍵詞：大型飛機供配電系統(tǒng)；可靠性；評估；分析

一、前言

就目前來說，隨著社會的不斷發(fā)展，大型飛機供配電系統(tǒng)呈現(xiàn)一個不斷龐大以及復(fù)雜的趨勢。飛機飛行的安全性主要受到飛機供配電系統(tǒng)的可靠運行的直接影響。在實際工作中，在進(jìn)行飛機供配電系統(tǒng)設(shè)計的過程中，我們需要進(jìn)一步分析以及預(yù)測供配電系統(tǒng)的可靠性，在上述的基礎(chǔ)上找到在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計過程中存在的薄弱環(huán)節(jié)，實現(xiàn)供配電系統(tǒng)設(shè)計方案的進(jìn)一步優(yōu)化，有利于最大程度的降低后期更改設(shè)計所產(chǎn)生的時間以及金錢成本。所以，評估研究大型飛機供配電系統(tǒng)可靠性具有非常顯著的現(xiàn)實意義。

二、評估供配電系統(tǒng)可靠性的方法分析

如果飛機處在飛行的階段，那么就會將供配電系統(tǒng)當(dāng)成不可修復(fù)的系統(tǒng)，所以，在實際工作中，不可以照搬陸地系統(tǒng)以及船舶配電系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)評估方法來完成大型飛機配電系統(tǒng)完成可靠性評估工作。同時也因為飛機配電系統(tǒng)存在明顯的故障重構(gòu)等。例如：設(shè)計容錯供電等，設(shè)計容錯供電本身其實是一個可以實現(xiàn)自愈的系統(tǒng)類型。本次研究，在定位負(fù)荷點中斷供電最小割集事件的過程中，進(jìn)而對飛機供電系統(tǒng)中的負(fù)荷點不中斷供電可靠度以及相應(yīng)的負(fù)荷點供電可靠度進(jìn)行有效的分析評估[1]。

（一）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)圖表示方法分析

需要將復(fù)雜的飛機供配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑橄笙胂螅蛊涑蔀橐粋€網(wǎng)絡(luò)圖，通過計算機將網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行輔助分析，對源節(jié)點到目標(biāo)節(jié)點的路集以及割集進(jìn)行有效的搜尋。所以把供配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑橄蟪蔀橐粋€網(wǎng)絡(luò)圖，在實際工作中，需要堅持一下幾點基本原則：第一點原則是被抽象的網(wǎng)絡(luò)圖，可以將供配電網(wǎng)絡(luò)的實際拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及實際工作狀態(tài)真實的反映出來。第二點原則是所抽象等效網(wǎng)絡(luò)圖的使用可以完成機輔助分析計算，在上述的基礎(chǔ)上促使計算機算法的效率實現(xiàn)進(jìn)一步提升。在上述兩條原則的基礎(chǔ)上，對大型飛機供配電系統(tǒng)抽象成為網(wǎng)絡(luò)圖的具體方法進(jìn)行以下幾點總結(jié)分析。

第一種方法是抽象配電系統(tǒng)中的雙節(jié)點元件，使其分別成為網(wǎng)絡(luò)圖中的弧、匯流條等單節(jié)點元件，與此同時等效分布為圖中的節(jié)點類型[2]。

第二種方法是在生產(chǎn)圖的時候，需要根據(jù)實際情況設(shè)置相對應(yīng)的虛擬源節(jié)點，與此同時將其等效設(shè)置為供電系統(tǒng)輸出功率源點，由該源節(jié)點完成電能發(fā)出工作，需要在使用發(fā)電機以及蓄電池所抽象的基礎(chǔ)上實現(xiàn)配電系統(tǒng)的電能提供。

第三種方法是在生成圖的時候，完成若干虛擬阱節(jié)點的設(shè)置，使其等效成為相對應(yīng)的負(fù)荷點。電能通過系統(tǒng)負(fù)荷輸出線所抽象的有向弧的使用，并且完成對應(yīng)負(fù)載上消耗。

第四種方法是想要促使圖中節(jié)點以及弧數(shù)量的進(jìn)一步降低，促使運算效率的進(jìn)一步提升，在元件跟元件之間存在非常緊密的串聯(lián)關(guān)系，與此同時，該元件串間無分叉節(jié)點的時候，就需要將元件串等效設(shè)置為一條弧。

（二）最小割集求取方法分析

通過最小路矩陣的使用來完成最小割集的求取，最小割集求取方法的基本思想如下：倘若最小的路矩陣中某一列元素均為1，那么，網(wǎng)絡(luò)的一階最小割集就是這一列最小路矩陣對應(yīng)的元件[3]。在上述的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)最小路矩陣中任意兩列元素的邏輯域，倘若經(jīng)過相應(yīng)的邏輯運算之后，得到列元素全均為1的結(jié)果，因此，上述的兩列對應(yīng)元件實質(zhì)上就是一個二階割集類型。按照相應(yīng)的原則類推下去。本次研究通過相應(yīng)的故障搜索方法準(zhǔn)確的定位源節(jié)點至目標(biāo)節(jié)點的最小割集，主要包括以下幾個階段的割集：第一個是一階割集；第二個是二階割集；第三個是三階割集。上述三個階段的割集分別對應(yīng)著一重故障、二重故障以及三重故障。因為超過三重的故障具有非常小的發(fā)生概率以及頻率，系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)就會由低階割集完成支配工作。

三、大型飛機供配電系統(tǒng)可靠性評估以及分析

對某次配電系統(tǒng)右側(cè)交直流主匯流條以及其右側(cè)交直流應(yīng)急匯流條使用上述方法完成有效的可靠性評估[4]。因為在正常供電模式下，交流應(yīng)急匯流條其實質(zhì)上是主交流匯流條的次級匯流條構(gòu)成，所以，主交流匯流條明顯高于不中斷供電可靠度。在實際工作中，在系統(tǒng)因為受到影響出現(xiàn)故障的時候，交流應(yīng)急匯流條的備用供電通路就會相應(yīng)的增多，所以，從根本上組建成永久失電最小割集的階數(shù)就會相應(yīng)的增加，那么就會相應(yīng)的提升其供電的可靠度，使其超過主交流匯流條供電的可靠度。在上述的基礎(chǔ)上，可以有效的提升交流應(yīng)急匯流條的供電可靠度，但是也存在一定的缺陷，其不間斷電源提供能力不夠強。所以，分析不中斷供電的標(biāo)準(zhǔn)就不夠強，甚至?xí)谡Ｇ闆r下難以發(fā)揮自身的有效作用。想要滿足可靠性標(biāo)準(zhǔn)，就需要做好負(fù)載由交流以及直流主匯流條供電工作，在實際工作中，如果具有很強的可靠性標(biāo)準(zhǔn)，那么就可以同時使用左側(cè)以及右側(cè)主匯流條取電的措施，通過直流負(fù)載的使用能夠?qū)崿F(xiàn)二極管冗余供電的并聯(lián)，促使交流負(fù)載能夠在使用轉(zhuǎn)換繼電器的基礎(chǔ)上正常的供電，同時在出現(xiàn)故障的時候可以有效的實現(xiàn)供電切換工作。

四、總結(jié)

本次研究在原有的基礎(chǔ)上分析了飛機供配電系統(tǒng)的可靠性評估，在評估分析之后，對滿足飛機復(fù)雜供配電系統(tǒng)可靠性評估的方法進(jìn)行進(jìn)一步確定?？煽啃栽u估的方法在分析網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行特點的基礎(chǔ)上，非常容易促使計算機輔助運算的實現(xiàn)，有利于分析效率的進(jìn)一步提升。不僅如此，可以進(jìn)一步確定電源到目標(biāo)負(fù)荷點的最小路集，同時確定導(dǎo)致目標(biāo)負(fù)荷點中斷供電產(chǎn)生以及永久性失電產(chǎn)生的最小割集事件，為大型飛機供配電系統(tǒng)未來的運行決策提供一定的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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